气固、液固传质分离过程.ppt

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学衡、吸附动力学、吸附过程及设备。
01
结晶过程的热力学和动力学基础，吸附、结晶设备及流程。
02
了解膜分离的基本原理、过程分类、膜和膜组件的类型以及膜分离技术的应用。
03
主要内容及要求：
吸附分离过程
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吸附过程基础
吸附分离过程与技术
吸附过程基础
一、吸附过程
吸附是指流体（气体或液体）与固体多孔物质接触时，流体中的一种或多种组分传递到多孔物质外表面和微孔内表面并附着在这些表面上形成单分子层或多分子层的过程。
被吸附的流体称为吸附质，多孔固体颗粒称为吸附剂。吸附达到平衡时，吸附剂内的流体称为吸附相，剩余的流体本体相称为吸余相。
由于吸附质和吸附剂的物理化学性质不同，吸附剂对不同吸附质的吸附能力也不同，因此当流体与吸附剂接触时，吸附剂对流体中的某个或某些组分相对其他组分具有较高的吸附选择性，从而实现物质的分离。
物理吸附与化学吸附的比较
理化指标 物理吸附 化学吸附
吸附作用力 范德华力 化学键
吸附热 接近于液化热 接近于化学反应热
选择性 低 高
吸附层 单或多分子层 单分子层
吸附速率 快，活化能小 慢，活化能大
可逆性 可逆 不可逆
发生吸附温度 低于吸附质临界温度 远高于吸附质沸点
吸附类型的判断
物理吸附瞬时发生，而化学吸附一般需要达到一定的活化能后才发生。
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物理吸附可以是单分子层吸附也可以是多分子层吸附，而化学吸附通常只是单分子层吸附，某些情况下，化学吸附单分子层上还可能发生物理吸附；
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物理吸附的吸附质分子可通过降低压力的方法解吸，而化学吸附的吸附质分子的解吸要困难得多，往往是不可逆的；
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适宜温度和压力条件下，所有的气体－固体体系中都将发生物理吸附，而化学吸附只有当气体分子与吸附剂表面能形成化学键时才发生；
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物理吸附热与冷凝热在一个数量级上，而化学吸附热与其反应热在一个数量级上；
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无论是物理吸附，还是化学吸附，吸附都是发生在吸附剂表面的一种表面现象，为了增大吸附容量，吸附剂应具有大的比表面积，因此，吸附剂常为多孔结构的固体颗粒。
第一章
二、常用吸附剂
吸附剂按其化学结构可分为有机吸附剂和无机吸附剂。
1
常用的有机吸附剂有活性炭、球性炭化树脂、聚酰胺、纤维素、大孔树脂等；
2
常用的无机吸附剂有硅胶、活性氧化铝、硅藻土、分子筛等。
3
活性炭具有非极性表面。为疏水亲有机物的吸附剂，特别适合于吸附非极性或弱极性有机物；它性能稳定、抗腐蚀、吸附容量大。
广泛用于：脱除水中有机物；水溶液中的色素等。
1碳化；2 活化。
活性碳——非极性吸附剂
活性碳是碳质吸附剂的总称。各种含碳有机物均可以制造活性碳，活性碳的制造主要有两步：
——极性吸附剂
活性氧化率的化学通式为：Al2O3·nH2O
氢氧化铝胶体经过灼烧脱水而制得一种多孔大表面吸附剂。
活性氧化铝的表面活性中心是羟基和路易斯酸中心，极性强，对水具有很高的亲和作用。
广泛用于脱除气体中的水分，也常用作色谱柱填充材料。